重庆交通大学数据结构课程设计.doc

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1、上交内容要求上交的内容必须由以下部分组成a)需求分析：在该部分中叙述，每个模块的功能要求。b)概要设计：在此说明每个部分的算法设计说明（可以是描述每一个算法的流程图），每个程序中使用的存储结构设计说明（如果指定存储结构请写出该存储结构的定义。c）详细设计： 各个算法实现的源程序，对每个题目要有相应的源程序（可以是一组源程序，每个功能模块采用不同的函数实现）。源程序要按照写程序的规则来编写。要结构清晰，重点函数的重点变量，重点功能部分要加上清晰的程序注释。d)调试分析： 测试数据，测试输出的结果（程序运行截图及相关说明）。 e) 总结： 总结可以包括 : 课程设计过程的收获、遇到问题、遇到问题解

2、决问题过程的思考、程序调试能力的思考、对数据结构这门课程的思考、在课程设计过程中对数据结构课程的认识等内容。数据结构课程设计题目1. “随机漫步”问题 问题描述：有一类问题总称为“随机漫步”（random walk）问题，这类问题长久以来吸引着数学界的兴趣。所有这些问题即使是最简单的解决起来也是极其困难的。而且它们在很大程度上还远没有得到解决。一个这样的问题可以描述为：在矩形的房间里，铺有nm块瓷砖，现将一只蟑螂放在地板中间一个指定方格里。蟑螂随机地从一块瓷砖“漫步”到另一块瓷砖。假设它可能从其所在的瓷砖移动到其周围八块瓷砖中的任何一个（除非碰到墙壁），那么它把每一块瓷砖都至少接触一次将花费多

3、长时间？虽然这个问题可能很难用纯粹的概率技术来解决，但是使用计算机的话却十分容易。使用计算机解决此问题的技术称为“模拟”。这种技术广泛应用于工业中，用来预测运输流量，存货控制等等。该问题可采用如下方法进行模拟：用一个nm数组作为计数器来表示蟑螂到达每一块瓷砖的次数，每个数组单元的初始值均置为零。蟑螂在地板上的位置用坐标（ibug，jbug）表示。蟑螂的八种可能移动用在位置(ibug + imovek，jbug + jmovek)的瓷砖表示，其中0k7，并且 imove0 = -1 jmove0 = 1imove1 = 0 jmove1 = 1imove2 = 1 jmove2 = 1imove

4、3 = 1 jmove3 = 0imove4 = 1 jmove4 = -1imove5 = 0 jmove5 = -1imove6 = -1 jmove6 = -1imove7 = -1 jmove7 = 0蟑螂向其相邻的八个方格的随机漫步通过产生一个随机数值k(0k7)来模拟。当然，蟑螂不能爬出屋外，所以应该去掉通往墙壁的坐标值并形成一个新的随机组合。蟑螂每次进入一个方格，该方格的计数器就增加一，从而计数器的一个非零元素就表示蟑螂到达对应方格的次数。当每一个方格被至少进入一次时，试验就完成了。试编写程序进行上述规定的模拟试验。基本要求你的程序必须：1)够处理所有的n和m值, n和m满足：2

5、n40，2m20；2) 对“n = 15，m = 15，起始点为（10，10）”和“n = 39，m = 19，起始点为（1，1）”进行实验。对于每次试验，打印：蟑螂进行的合法移动的总次数。最终的计数器数组，显示出漫步的“密度”，即在实验中每一块瓷砖被接经过的次数。2. 飞机订票系统任务：通过此系统可以实现如下功能：录入：可以录入航班情况（数据可以存储在一个数据文件中，数据结构、具体数据自定）查询：可以查询某个航线的情况（如，输入航班号，查询起降时间，起飞抵达城市，航班票价，票价折扣，确定航班是否满仓）；可以输入起飞抵达城市，查询飞机航班情况；订票：（订票情况可以存在一个数据文件中，结构自己设

6、定）可以订票，如果该航班已经无票，可以提供相关可选择航班；退票： 可退票，退票后修改相关数据文件；客户资料有姓名，证件号，订票数量及航班情况，订单要有编号。修改航班信息：当航班信息改变可以修改航班数据文件要求：根据以上功能说明，设计航班信息，订票信息的存储结构，设计程序完成功能；3. 文章编辑功能：输入一页文字，程序可以统计出文字、数字、空格的个数。静态存储一页文章，每行最多不超过80个字符，共N行；要求（1）分别统计出其中英文字母数和空格数及整篇文章总字数；（2）统计某一字符串在文章中出现的次数，并输出该次数；（3）删除某一子串，并将后面的字符前移。存储结构使用线性表，分别用几个子函数实现相

7、应的功能；输入数据的形式和范围：可以输入大写、小写的英文字母、任何数字及标点符号。输出形式：（1）分行输出用户输入的各行字符；（2）分4行输出全部字母数、数字个数、空格个数、文章总字数（3）输出删除某一字符串后的文章；4. 运动会分数统计任务：参加运动会有n个学校，学校编号为1n。比赛分成m个男子项目，和w个女子项目。项目编号为男子1m，女子m+1m+w。不同的项目取前五名或前三名积分；取前五名的积分分别为：7、5、3、2、1，前三名的积分分别为：5、3、2；哪些取前五名或前三名由学生自己设定。（m=20,n=20）功能要求：1) 可以输入各个项目的前三名或前五名的成绩；2) 能统计各学校总分

8、，3) 可以按学校编号或名称、学校总分、男女团体总分排序输出；4) 可以按学校编号查询学校某个项目的情况；可以按项目编号查询取得前三或前五名的学校。5) 数据存入文件并能随时查询 6) 规定：输入数据形式和范围：可以输入学校的名称，运动项目的名称输出形式：有中文提示，各学校分数为整形界面要求：有合理的提示，每个功能可以设立菜单，根据提示，可以完成相关的功能要求。存储结构：学生自己根据系统功能要求自己设计，但是要求运动会的相关数据要存储在数据文件中。（数据文件的数据读写方法等相关内容在c语言程序设计的书上，请自学解决）请在最后的上交资料中指明你用到的存储结构；测试数据：要求使用1、全部合法数据；

9、2、整体非法数据；3、局部非法数据。进行程序测试，以保证程序的稳定。测试数据及测试结果请在上交的资料中写明；5. 宿舍管理查询软件1) 任务：为宿舍管理人员编写一个宿舍管理查询软件, 程序设计要求：A. 采用交互工作方式 B. 建立数据文件 ，数据文件按关键字（姓名、学号、房号）进行排序(冒泡、选择、插入排序等任选一种)2) 查询菜单: (用二分查找实现以下操作)A. 按姓名查询 B. 按学号查询 C. 按房号查询3) 打印任一查询结果（可以连续操作）6. 地图着色问题设计要求：已知中国地图，对各省进行着色，要求相邻省所使用的颜色不同，并保证使用的颜色总数最少。7. 校园导航问题设计要求：设计

10、你的学校的平面图，至少包括10个以上的场所，每两个场所间可以有不同的路，且路长也可能不同，找出从任意场所到达另一场所的最佳路径（最短路径）。1、 基本要求：1） 设计校园平面图，在校园景点选10个左右景点。以图中顶点表示校园内各景点，存放景点名称、代号、简介等信息；以边表示路径，存放路径长度等有关信息。2） 为来访客人提供图中任意景点相关信息的查询。3） 为来访客人提供任意景点的问路查询，即查询任意两个景点之间的一条最短路径。2、 实现提示：一般情况下，校园的道路是双向通行的，可设计校园平面图是一个无向网。顶点和边均含有相关信息。8. 教学计划编制问题问题描述： 大学的每个专业都要制定教学计划

11、。假设任何专业都有固定的学习年限，每学年含两学期，每学期的时间长度和学分上限值均相等，每个专业开设的课程都是确定的，而且课程在开设时间的安排必须满足先修关系。每门课程有哪些先修课程是确定的，可以有任意多门，也可以没有。每门课恰好占一个学期。试在这样的前提下设计一个教学计划编制程序。基本要求： （1）输入参数包括：学期总数，一学期的学分上限，每门课的课程号(固定占3位的字母数字串)、学分和直接先修课的课程号。（2）允许用户指定下列两种编排策略之一：一是使学生在各学期中的学习负担尽量均匀；二是使课程尽可能地集中在前几个学期中。（3）若根据给定的条件问题无解，则报告适当的信息；否则将教学计划输出到用

12、户指定的文件中。计划的表格格式自行设计。测试数据学期总数：6；学分上限：10；该专业共开设12门课，课程号从C01到C12，学分顺序为2,3,4,3,2,3,4,4,7,5,2,3。先修关系如下： 课程编号课程名称先决条件C1程序设计基础无C2离散数学C1C3数据结构C1，C2C4汇编语言C1C5语言的设计和分析C3，C4C6计算机原理C11C7编译原理C5，C3C8操作系统C3，C6C9高等数学无C10线性代数C9C11普通物理C9C12数值分析C9，C10，C1实现提示可设学期总数不超过12，课程总数不超过100。如果输入的先修课程号不在该专业开设的课程序列中，则作为错误处理。应建立内部课

13、程序号与课程号之间的对应关系。9. 散列法的实验研究散列法中，散列函数构造方法多种多样，同时对于同一散列函数解决冲突的方法也可以不同。两者是影响查询算法性能的关键因素。对于几种典型的散列函数构造方法，做实验观察，不同的解决冲突方法对查询性能的影响。10. 图书借阅管理系统主要分为两大功能：1) 图书管理(增加图书、查询图书、删除图书、图书借阅、还书)；2) 会员管理(增加会员、查询会员、删除会员、借书信息)；11. 学生成绩管理 实现功能：输入、输出、插入、删除、查找、追加、读入、显示、保存、拷贝、排序、索引、分类合计、退出。12. 活期储蓄帐目管理 活期储蓄处理中，储户开户、销户、存入、支出

14、活动频繁，系统设计要求：1) 能比较迅速地找到储户的帐户，以实现存款、取款记账；2) 能比较简单，迅速地实现插入和删除，以实现开户和销户的需要。13. 二叉排序树的实现 用顺序和二叉链表作存储结构 1) 以回车(n)为输入结束标志,输入数列L，生成一棵二叉排 序树T；2) 对二叉排序树T作中序遍历，输出结果； 3) 输入元素x,查找二叉排序树T,若存在含x的结点,则删除该结点,并作中序遍历(执行操作2)；否则输出信息“无x”；14. 最小生成树问题设计要求：在n（大于10）个城市之间建设网络，只需保证连通即可，求最经济的架设方法。存储结构采用多种。求解算法多种。15通讯录的制作模块要求： 第一

15、个模块主函数main()的功能是：根据选单的选项调用各函数，并完成相应的功能。 第二个模块Menu()的功能是：显示英文提示选单。 第三个模块Quit()的功能是：退出选单。 第四个模块Create()的功能是：创建新的通讯录。 第五个模块Add()的功能是：在通讯录的末尾，写入新的信息，并返回选单。 第六个模块Find()的功能是：查询某人的信息，如果找到了，则显示该人的信息，如果未找到，则提示通讯录中没有此人的信息，并返回选单。 第七个模块Alter()的功能是：修改某人的信息，如果未找到要修改的人，则提示通讯录中没有此人的信息，并返回选单。 第八个模块Delete()的功能是：删除某人的

16、信息，如果未找到要删除的人，则提示通讯录中没有此人的信息，并返回选单。 第九个模块List()的功能是：显示通讯录中的所有记录。;设计要求： 1) 每条信息至包含 ：姓名（NAME ）、性别(GENDER)、电话（TEL） 、城市（CITY）邮编（EIP）几项。2) 作为一个完整的系统，应具有友好的界面和较强的容错能力16. 哈夫曼编码/译码器问题描述：利用哈夫曼编码进行信息通信可以大大提高信道利用率，缩短信息传输时间，降低传输成本。但是，这要求在发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码，在接收端将传来的数据进行译码（复原）。对于双工信道（即可以双向传输信息的信道），每端都需要一个完整的编/译

17、码系统。试为这样的信息收发站写一个哈夫曼编/译码系统。基本要求:一个完整的系统应具有以下功能：（1）I：初始化（Initialization）。从终端读入字符集大小n，以及n个字符和n个权值，建立哈夫曼树，并将它存于文件hfmTree中。（2）E：编码（Encoding）。利用已建好的哈夫曼树（如不在内存，则从文件htmTree中读入），对文件ToBeTran中的正文进行编码，然后将结果存入文件CodeFile中。（3）D：译码（Decoding）。利用已建好的哈夫曼树将文件CodeFile中的代码进行译码，结果存入文件TextFile中。（4）P：印代码文件（Print）。将文件CodeFi

18、le以紧凑格式显示在终端上，每行50个代码。同时将此字符形式的编码写入文件CodePrint中。（5）T：印哈夫曼树（Tree Printing）。将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式（树或凹入表形式）显示在终端上，同时将此字符形式的哈夫曼树写入文件TreePrint中。测试数据（1）数据一：已知某系统在通信联络中只可能出现8种字符，其概率分别为0.05,0.29,0.07,0.08,0.14,0.23,0.03,0.11,以此设计哈夫曼编码。利用此数据对程序进行调试。（2）用下表给出的字符集和频度的实际统计数据建立哈夫曼树，并实现以下报文的编码和译码：“THISPROGRAMISMYFAVOR

19、ITE”。 字符ABCDEFGHIJKLM频度1866413223210321154757153220字符NOPQRSTUVWXYZ频度576315148518023818116117. 图书管理系统问题描述:设计一个计算机管理系统完成图书管理基本业务。基本要求:1) 每种书的登记内容包括书号、书名、著作者、现存量和库存量；2) 对书号建立索引表（线性表）以提高查找效率；3) 系统主要功能如下：采编入库：新购一种书，确定书号后，登记到图书帐目表中，如果表中已有，则只将库存量增加； 借阅：如果一种书的现存量大于0，则借出一本，登记借阅者的书证号和归还期限，改变现存量；归还：注销对借阅者的登记，改

20、变该书的现存量。18. 散列表的设计与实现问题描述: 设计散列表实现电话号码查找系统。基本要求:1) 设每个记录有下列数据项：电话号码、用户名、地址；2) 从键盘输入各记录，分别以电话号码和用户名为关键字建立散列表；3) 采用一定的方法解决冲突；4) 查找并显示给定电话号码的记录；5) 查找并显示给定用户名的记录。6) 设计不同的散列函数，比较冲突率；7) 在散列函数确定的前提下，尝试各种不同类型处理冲突的方法，考察平均查找长度的变化。19. 走迷宫游戏程序开始运行时显示一个迷宫地图，迷宫左上方有一只老鼠，迷宫的右下方有一个粮仓。游戏的任务是使用键盘操纵老鼠在规定时间走到粮仓处。要求：1) 正

21、确检测结果，若老鼠在规定时间内走到粮仓处，提示成功，否则提示失败；2) 添加编辑迷宫功能，可修改当前迷宫，修改内容：墙变路、路变墙；3) 找出走出迷宫的所有路径，以及最短路径。20. 顺序结构、动态链表结构下的一元多项式的加法、减法、乘法的实现。设有一元多项式Am(x)和Bn(x). Am(x)=A0+A1x1+A2x2+A3x3+ +Amxm Bn(x)=B0+B1x1+B2x2+B3x3+ +Bnxn请实现求M(x)= Am(x)+Bn(x)、M(x)= Am(x)-Bn(x)和M(x)= Am(x)Bn(x)。要求： 1) 首先判定多项式是否稀疏2) 分别采用顺序和动态存储结构实现；3)

22、 结果M(x)中无重复阶项和无零系数项；4) 要求输出结果的升幂和降幂两种排列情况21. 利用栈求表达式的值编写程序实现表达式求值，即验证某算术表达式的正确性，若正确，则计算该算术表达式的值。主要功能描述如下：1、从键盘上输入表达式。2、分析该表达式是否合法：（1）是数字，则判断该数字的合法性。若合法，则压入数据到堆栈中。（2）是规定的运算符，则根据规则进行处理。在处理过程中，将计算该表达式的值。（3）若是其它字符，则返回错误信息。3、若上述处理过程中没有发现错误，则认为该表达式合法，并打印处理结果。程序中应主要包含下面几个功能函数：void initstack()：初始化堆栈 int Mak

23、e_str()：语法检查并计算 int push_operate(int operate)：将操作码压入堆栈 int push_num(double num)：将操作数压入堆栈 int procede(int operate)：处理操作码 int change_opnd(int operate)：将字符型操作码转换成优先级 int push_opnd(int operate)：将操作码压入堆栈 int pop_opnd()：将操作码弹出堆栈 int caculate(int cur_opnd)：简单计算+，-，*，/ double pop_num()：弹出操作数22. 简易文本编辑器要求：1)

24、 具有图形菜单界面；2) 查找，替换（等长，不等长），插入（插串，文本块的插入）、块移动（行块，列块移动），删除3) 可正确存盘、取盘；4) 正确显示总行数。23. 二叉树的中序、前序、后序的递归、非递归遍历算法，层次序的非递归遍历算法的实现，应包含建树的实现。要求：遍历的内容应是千姿百态的。树与二叉树的转换的实现。以及树的前序、后序的递归、非递归遍历算法，层次序的非递归遍历算法的实现，应包含建树的实现。要求：遍历的内容应是千姿百态的。24. 学生搭配问题一班有m个女生,有n个男生(m不等于n),现要开一个舞会. 男女生分别编号坐在舞池的两边的椅子上.每曲开始时,依次从男生和女生中各出一人配对

25、跳舞, 本曲没成功配对者坐着等待下一曲找舞伴. 请设计一系统模拟动态地显示出上述过程,要求如下:1) 输出每曲配对情况2) 计算出任何一个男生(编号为X)和任意女生(编号为Y),在第K曲配对跳舞的情况.至少求出K的两个值。3) 尽量设计出多种算法及程序。提示:用队列来解决比较方便。25. 敢死队问题（ 有M个敢死队员要炸掉敌人的一碉堡，谁都不想去，排长决定用轮回数数的办法来决定哪个战士去执行任务。如果前一个战士没完成任务，则要再派一个战士上去。现给每个战士编一个号，大家围坐成一圈，随便从某一个战士开始计数，当数到5时，对应的战士就去执行任务，且此战士不再参加下一轮计数。如果此战士没完成任务，再

26、从下一个战士开始数数，被数到第5时，此战士接着去执行任务。以此类推，直到任务完成为止。假设排长为1号，请你设计一程序，求出从第几号战士开始计数才能让排长最后一个留下来去执行任务。 要求：至少采用两种不同的数据结构的方法实现。26. 猴子吃桃子问题 有一群猴子摘了一堆桃子，他们每天都吃当前桃子的一半且再多吃一个，到了第10天就只余下一个桃子。用多种方法实现求出原来这群猴子共摘了多少个桃子。要求：1) 采用数组数据结构实现上述求解2) 采用链数据结构实现上述求解3) 采用递归实现上述求解27. 数制转换问题 任意给定一个M进制的数x ，请实现如下要求1) 求出此数x的10进制值2) 实现对x向任意

27、的一个非M进制的数的转换。3) 至少用两种或两种以上的方法实现上述要求（用栈解决，用数组解决，其它方法解决）。28. 排序综合 利用随机函数产生N个随机整数（20000以上），对这些数进行多种方法进行排序。要求：1) 至少采用三种方法实现上述问题求解（提示，可采用的方法有插入排序、希尔排序、起泡排序、快速排序、选择排序、堆排序、归并排序）。并把排序后的结果保存在不同的文件中。2) 统计每一种排序方法的性能（以上机运行程序所花费的时间为准进行对比），找出其中两种较快的方法。29. 学生成绩管理系统现有学生成绩信息文件1（1.txt），内容如下姓名 学号 语文 数学 英语 张明明 01 67 78

28、 82李成友 02 78 91 88张辉灿 03 68 82 56王露 04 56 45 77陈东明 05 67 38 47. . . . 学生成绩信息文件2（2.txt）,内容如下:姓名 学号 语文 数学 英语 陈果 31 57 68 82李华明 32 88 90 68张明东 33 48 42 56李明国 34 50 45 87陈道亮 35 47 58 77. . . . 试编写一管理系统,要求如下:1) 实现对两个文件数据进行合并,生成新文件3.txt2) 抽取出三科成绩中有补考的学生并保存在一个新文件4.txt3) 对合并后的文件3.txt中的数据按总分降序排序(至少采用两种排序方法实现

29、)4) 输入一个学生姓名后,能查找到此学生的信息并输出结果(至少采用两种查找方法实现)5) 要求使用结构体,链或数组等实现上述要求.30. 图的遍历和生成树求解实现要求：1) 先任意创建一个图；2) 图的DFS,BFS的递归和非递归算法的实现3) 最小生成树（两个算法）的实现，求连通分量的实现4) 要求用邻接矩阵、邻接表、十字链表多种结构存储实现31. 线索二叉树的应用要求：实现线索树建立、插入、删除、恢复线索的实现。32. 稀疏矩阵实现与应用要求：实现三元组，十字链表下的稀疏矩阵的加、转、乘的实现。33. 树的应用要求：实现树与二叉树的转换的实现。以及树的前序、后序的递归、非递归算法，层次序

30、的非递归算法的实现，应包含建树的实现。34.简单的职工管理系统1.问题描述对单位的职工进行管理，包括插入、删除、查找、排序等功能。2.要求职工对象包括姓名、性别、出生年月、工作年月、学历、职务、住址、电话等信息。（1）新增一名职工：将新增职工对象按姓名以字典方式职工管理文件中。（2）删除一名职工：从职工管理文件中删除一名职工对象。（3）查询：从职工管理文件中查询符合某些条件的职工。（4）修改：检索某个职工对象，对其某些属性进行修改。（5）排序：按某种需要对职工对象文件进行排序。3.实现提示职工对象数不必很多，便于一次读入内存，所有操作不经过内外存交换。（1）由键盘输入职工对象，以文件方式保存。程序执行时先将文件读入内存。（2）对职工对象中的姓名按字典顺序进行排序。（3）对排序后的职工对象进行增、删、查询、修改、排序等操作。